Nejrychlejší stahování na světě

Představte si, že se celé vaše tělo smrští na čtvrtinu během pěti milisekund. Rychleji, než stihnete mrknout. Vlastně – rychleji, než vůbec stihnete ten impuls k mrknutí zpracovat.

Lidské mrknutí trvá zhruba 150 milisekund. Tento tvor to zvládne za necelých pět.

Říká se mu Spirostomum ambiguum – a musím říct, že to jméno je docela eufemismus. Tento jednobuněčný organismus totiž rozhodně není nijak "nejednoznačný", pokud jde o předvádění se.

Jedna buňka, superschopnosti

Tady přichází to nejzajímavější. Spirostomum je doslova jen jedna jediná buňka. Žádné svaly, žádné nervy, žádný mozek. Jen takový rosolový pytlík obalený membránou, který plave sem tam pomocí drobných řasinek.

A přesto dokáže stáhnout své tělo zhruba stokrát za sekundu. Zkuste si představit, že byste vy stáhli celé svoje tělo stokrát za vteřinu. Nemůžete? Já taky ne.

Vědci o téhle schopnosti věděli už delší dobu. Nikdo ale pořádně nechápal, jak to funguje. A přesně to mění nová studie publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.

Tajemství rybářské sítě

Odpověď? Síť bílkovin, která vypadá podezřele jako... rybářská síť.

Pomocí pořádné techniky mikroskopie výzkumný tým zjistil, že za stahováním Spirostomum stojí takzvané myonémy – vláknité struktury složené z bílkovin centrin a Sfi1. Tyto myonémy vytvářejí kolem buňky jakousi síť, podobně jako když omotáte vodní balon do rybářské sítě.

Když do buňky natečou ionty vápníku, stane se tohle: bílkovina Sfi1 přejde z tuhého stavu do měkkého. Představte si svazek suchých špaget, které najednou namočíte a začnou se scvrkávat. Síť se prostě stáhne dovnitř a celý organismus se zkrátí do kompaktního tvaru. Pak se nějak vrátí do normálu. A znovu. A znovu.

Proč je tvar sítě důležitý

Tady je detail, který výzkumníci zdůrazňují. Ten síťový tvar není jen tak pro parádu. Ve skutečnosti chrání vnitřní struktury buňky během toho násilného pohybu. Protože se stahování děje rovnoměrně po celém povrchu, všechno uvnitř zůstává v bezpečí. Je to jako s tím mesh antistresovým míčkem – tlak se rozloží rovnoměrně místo toho, aby explodoval na jednom místě.

Počkejte, on nepoužívá ATP?

Tady to začíná být opravdu zajímavé.

Lidské svaly? Ty jedou na ATP – adenosintrifosfát, takovou molekulární měnu energie. Vaše svaly "spalují" ATP jako motor benzín. Chemická reakce, která se spotřebuje a musí se doplnit.

Spirostomum? Zdá se, že skoro vůbec ne.

"Rozdíl je jako srovnávat benzín a elektřinu," vysvětlila výzkumnice Mary Elting. ATP se "spálí" jako benzín. Ionty vápníku ale fungují spíš jako elektrický proud.

To je velká věc. Spirostomum totiž objevil úplně jiný způsob, jak pohánět rychlý pohyb. Systém, který nespoléhá na tu samou chemickou energii jako naše svaly.

Problém s resetem

Tady je ale háček: nikdo neví, jak Spirostomum vůbec dokáže "resetovat". Kdyby šlo o vápníkem řízenou reakci, člověk by čekal, že to bude jednorázová záležitost – jako doutnák, který shoří. Spirostomum se ale dokáže stahovat a uvolňovat opakovaně, a to bez známek opotřebení.

Zjištění toho resetovacího mechanismu je vlastně svatý grál celého výzkumu. Kdyby vědci pochopili, jak Spirostomum opakovaně spouští a zotavuje své vápníkové stahy, mohlo by to jednou pomoct inženýrům postavit umělé svaly, které nepotřebují ATP.

Představte si roboty nebo protézy, které se pohybují rychle a efektivně, poháněné úplně jiným mechanismem, než jsme kdy stavěli. Všechno inspirované mikroskopickým rosolovým tvorem, o kterém většina lidí nikdy neslyšela.

Příroda je pořád lepší inženýr

Já nevím jak vy, ale mně tohle přijde naprosto pokorné. Postavili jsme spoustu skvělé technologie, ale evoluce "navrhovala" řešení miliardy let. Spirostomum přišel na to, jak se neuvěřitelně rychle pohybovat úplně jinou biologickou strategií – a my teprve začínáme chápat, jak to dělá.

Až budete příště mrkat, věnujte chvilku tomu uvědomění, že někde v rybníce plave jednobuněčný organismus, který dokáže pravděpodobně předčit vaše celé tělo stahováním o řády. A někde uvnitř té malinkaté bílkovinné sítě možná leží zárodek technologie, která ještě nebyla vynalezena.

Není to skvělé?